單片機(jī)算不算嵌入式

什么是嵌入式

首先，我們來看看什么是嵌入式。

嵌入式，一般是指嵌入式系統(tǒng)，英文叫作：embedded system。嵌入式開發(fā)，其實(shí)就是對(duì)嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)。

IEEE(美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì))對(duì)嵌入式系統(tǒng)的定義是：“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備的裝置”。

國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界的定義更為具體一些，也更容易理解：

嵌入式系統(tǒng)，是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁剪，適用于對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

以應(yīng)用為中心，說明嵌入式系統(tǒng)是有明確實(shí)際用途的。以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，說明它其實(shí)就是一種特殊的計(jì)算機(jī)。軟硬件可裁剪，說明它有很強(qiáng)的靈活性和可定制能力。

專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，“專用”所對(duì)應(yīng)的，就是“通用”。我們常用的個(gè)人PC、筆記本電腦、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，可以用于多種用途，就是“通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”。

嵌入式系統(tǒng)究竟具體應(yīng)用于哪些“專用”方向呢?

舉例如下：

個(gè)人通信與娛樂系統(tǒng)：手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、音樂播放器、可穿戴電子產(chǎn)品、PSP游戲機(jī)

家電類產(chǎn)品：數(shù)字電視、掃地機(jī)器人、智能家電

辦公自動(dòng)化：打印機(jī)，復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)

醫(yī)療電子類產(chǎn)品：生化分析儀、血液分析儀、CT

網(wǎng)絡(luò)通信類產(chǎn)品：通信類交換設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 (交換機(jī)、路由器、網(wǎng)絡(luò)安全)

汽車電子類產(chǎn)品：引擎控制、安全系統(tǒng)、汽車導(dǎo)航與娛樂系統(tǒng)

工業(yè)控制類產(chǎn)品：工控機(jī)、交互式終端 (POS、ATM)、安全監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集與傳輸、儀器儀表

軍事及航天類產(chǎn)品：無人機(jī)、雷達(dá)、作戰(zhàn)機(jī)器人

記得在3月份，有一個(gè)學(xué)員問了我一個(gè)問題，什么是嵌入式，單片機(jī)是屬于嵌入式嗎?嵌入式開發(fā)要學(xué)什么?

說實(shí)話，雖然自己從業(yè)多年，但是這個(gè)問題還真把我問蒙了。

我們?cè)谧霎a(chǎn)品開發(fā)的時(shí)候，基本很少去了解這些概念性的東西。

后面我特意去了解了一下，今天就把這些概念分享給有同樣問題的朋友。

嵌入式一般叫嵌入式系統(tǒng)。

大家可以理解成是硬件和軟件都經(jīng)過剪裁的計(jì)算機(jī)。

一般像我們使用的電腦是通用計(jì)算機(jī)，而嵌入式系統(tǒng)是專用的計(jì)算機(jī)。

專用的計(jì)算機(jī)可以靈活地對(duì)硬件和軟件進(jìn)行剪裁，剪裁以后它更適合去做對(duì)成本、體積、功耗、智能控制有嚴(yán)格要求的產(chǎn)品，比如說家電類、汽車類、醫(yī)療類、工業(yè)類、軍事類等電子產(chǎn)品。

一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的核心就是它的處理器，處理器有幾種類型：

1.嵌入式微控制器MCU(Micro Control Unit)如8051/STM32等等。

2.嵌入式DSP處理器 (Digital Signal Processor)專門用于信號(hào)處理，比如數(shù)字濾波，F(xiàn)FT、頻譜分析、典型TI公司的TMS320C2000/C5000。

3.嵌入式微處理器MPU(Micro Processor Unit)性能更強(qiáng)，外設(shè)資源更豐富，如AM186/88、PowerPCMIPS、ARM

4.嵌入式片上系統(tǒng)SoC(System on Chip)

5.可編程片上系統(tǒng)SoPC(System on a Programmable Chip)

而我們單片機(jī)就屬于嵌入式控制器MCU這類，所以單片機(jī)當(dāng)然是屬于嵌入式系統(tǒng)。

從上面的處理器分類，其實(shí)可以衍生出很多別的職位，比如說FPGA方向，Linux方向。

所以，我又總結(jié)了從事嵌入式開發(fā)的一些主流職位，大家可以根據(jù)自己喜好入座。

1. 單片機(jī)工程師/嵌入式工程師

2. Linux系統(tǒng)開發(fā)工程師

3. Linux應(yīng)用工程師

4. 安卓系統(tǒng)開發(fā)工程師

這4個(gè)職位，前2個(gè)是偏向于硬件驅(qū)動(dòng)層，后2個(gè)是偏向應(yīng)用層。

我一直是在做單片機(jī)開發(fā)，所以針對(duì)這個(gè)職位，來說一說如果想從事這個(gè)開發(fā)需要學(xué)習(xí)哪些課程?

技術(shù)還是會(huì)更新迭代的，所以如果你根據(jù)某些學(xué)校那些十年不變的教學(xué)內(nèi)容來學(xué)習(xí)的話，很有可能與實(shí)際崗位需求對(duì)不上。

最好的辦法就是直接通過招聘平臺(tái)搜相關(guān)的職位，來看看他們的崗位需求。

下面是我隨便篩選的一家公司的需求：

單片機(jī)工程師/嵌入式工程師

崗位要求：

① 熟悉單片機(jī)基本的通訊協(xié)議接口，IIC、SPI、串口、CAN等。

② 熟練運(yùn)用單片機(jī)各種外設(shè)，如TIME、USAR、PWM、中斷、DMA、ADC。

③ 熟練掌握C語(yǔ)言及單片機(jī)(STC、STM8、STM32系列)編程開發(fā)，代碼要求規(guī)范整潔。

④ 至少熟悉一款PCB軟件，能看懂原理圖。

⑤ 各種項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)

什么是嵌入式單片機(jī)?

嵌入式單片機(jī)，即嵌入式微控制器，指以微控制器為核心控制單元的嵌入到對(duì)象體系中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是應(yīng)用十分廣泛的一種嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。嵌入式單片機(jī)本質(zhì)上是單片機(jī)，目的是構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)，所以其組成和特點(diǎn)遵循單片機(jī)和嵌入式系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)。

單片機(jī)的特點(diǎn)：

單片機(jī)就是微控制器，其特點(diǎn)主要有：

①以控制為主要目的;

②集成度高，體積小，可靠性高;

③工作電壓低，功耗低，待機(jī)時(shí)間長(zhǎng);

④擴(kuò)展度高，組成靈活;

⑤成本低，性價(jià)比高。

單片機(jī)的架構(gòu)：

單片機(jī)的組成架構(gòu)靈活，一般主要包含：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備等。

體系結(jié)構(gòu)分為馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)和哈佛體系結(jié)構(gòu)。

硬件結(jié)構(gòu)主要由處理器、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器、程序儲(chǔ)存器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串并行接口等。

嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)：

按照歷史性、本質(zhì)性、普遍性要求，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)定義為：“嵌入到對(duì)象體系中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”。“嵌入性”、“專用性”與“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”是嵌入式系統(tǒng)的三個(gè)基本要素。對(duì)象系統(tǒng)則是指嵌入式系統(tǒng)所嵌入的宿主系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)可以由定義中的三個(gè)基本要素衍生而來。

①與“嵌入性”的相關(guān)特點(diǎn)：由于是嵌入到對(duì)象系統(tǒng)中，必須滿足對(duì)象系統(tǒng)的環(huán)境要求，如物理環(huán)境(小型)、電氣/氣氛環(huán)境(可靠)、成本(價(jià)廉)等要求。

②與“專用性”的相關(guān)特點(diǎn)：軟、硬件的裁剪性;滿足對(duì)象要求的最小軟、硬件配置等。

③與“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”的相關(guān)特點(diǎn)：嵌入式系統(tǒng)必須是能滿足對(duì)象系統(tǒng)控制要求的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并且必須配置有與對(duì)象系統(tǒng)相適應(yīng)的接口電路。也可以總結(jié)為：實(shí)時(shí)性、多速率、可剪裁、低功耗、低成本、環(huán)境相關(guān)等。 另外，在理解嵌入式系統(tǒng)定義時(shí)，不要與嵌入式設(shè)備相混淆。嵌入式設(shè)備是指內(nèi)部有嵌入式系統(tǒng)的產(chǎn)品、設(shè)備，例如，內(nèi)含單片機(jī)的家用電器、儀器儀表、工控單元、機(jī)器人、手機(jī)、PDA等。

嵌入式系統(tǒng)的分類：

嵌入式系統(tǒng)按形態(tài)可分為設(shè)備級(jí)(工控機(jī))、板級(jí)(單板、模塊)、芯片級(jí)(MCU、SoC)。嵌入式系統(tǒng)按功用分可為工業(yè)用、商業(yè)用、軍用、民用等，不同的使用環(huán)境對(duì)嵌入式系統(tǒng)的要求也是不一樣的。

嵌入式系統(tǒng)典型處理器

1、ARM處理器

ARM處理器由全球領(lǐng)先的32位RISC微處理器知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)供應(yīng)商ARM公司研發(fā)，其主要特點(diǎn)為：體積小、低功耗、成本低、性能高、16/32位雙指令集、市場(chǎng)份額大。

2、MIPS處理器

MIPS處理器由設(shè)計(jì)和制造高性能、高檔32/64位處理器的MIPS技術(shù)公司研發(fā)，其主要研發(fā)重心在嵌入式系統(tǒng)上。其主要特點(diǎn)是高性能、定位廣、64位指令集。

3、PowerPC處理器

PowerPC是摩托羅拉公司和IBM公司聯(lián)合為蘋果公司開發(fā)的處理器芯片，其特點(diǎn)是可伸縮性好、靈活度高、應(yīng)用廣泛。